下列那一結構可增加小腸內表面積,提高吸收效率?
詳細解析
本題觀念:
小腸的主要功能是消化與吸收營養物質。為了極大化吸收效率,小腸黏膜演化出特殊的解剖結構來大幅增加其內表面積。這些結構由巨觀到微觀可分為三個層次:
- 環狀皺襞 (Plicae circulares / Valves of Kerckring):肉眼可見的黏膜皺褶。
- 絨毛 (Villi):黏膜表面指狀的突起。
- 微絨毛 (Microvilli):單一上皮細胞(吸收細胞)頂端細胞膜的微細突起,形成所謂的「刷狀緣 (Brush border)」。
這三層結構共同作用,使小腸的吸收表面積增加了約 600 倍,總面積可達 200 平方公尺以上。
選項分析
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A. 微絨毛(microvilli):正確。 微絨毛是位於小腸吸收細胞(enterocytes)頂端細胞膜上的微小指狀突起。它們的主要功能是藉由擴大細胞膜的表面積,來增加營養物質的吸收效率。在光學顯微鏡下,密集排列的微絨毛呈現為「刷狀緣(brush border)」。這是小腸增加表面積的最微觀且數量最多的結構。
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B. 平滑肌(smooth muscle):錯誤。 小腸壁含有平滑肌層(包括黏膜肌層與固有肌層)。平滑肌的主要功能是負責腸道的蠕動(peristalsis)與分節運動(segmentation),以推進食物與混合消化液,並非用於增加吸收表面積。
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C. 纖毛(cilia):錯誤。 纖毛是類似毛髮的細胞突起,具有運動能力,主要存在於呼吸道(協助排除黏液與異物)與輸卵管(協助運送卵子)。雖然外觀與微絨毛相似,但小腸吸收上皮細胞表面具備的是「微絨毛」而非纖毛。纖毛的功能是「運輸/擺動」,而微絨毛的功能是「吸收/增加表面積」。
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D. 杯狀細胞(goblet cell):錯誤。 杯狀細胞散佈於小腸上皮層中,其主要功能是分泌黏液(mucus),用以潤滑腸道並保護黏膜免受消化酵素與物理性的損傷。它們屬於單細胞腺體,不具備增加吸收表面積的功能。
答案解析
本題測驗的是小腸組織學結構與生理功能的對應。小腸為了提升吸收效率,透過環狀皺襞、絨毛以及微絨毛這三種層次結構來最大化接觸面積。其中,微絨毛位於單一細胞層次,是細胞膜的延伸,對於增加表面積的貢獻極大。因此,選項 A 是正確答案。
核心知識點
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小腸表面積增加機制 (由大到小):
- 環狀皺襞 (Plicae circulares):增加約 3 倍。
- 絨毛 (Villi):增加約 10 倍。
- 微絨毛 (Microvilli):增加約 20 倍。
- 總效應:約增加 600 倍表面積。
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微絨毛 vs. 纖毛 (重要鑑別):
- 微絨毛 (Microvilli):主要含肌動蛋白 (Actin),不具運動性,功能為吸收 (如小腸、腎小管)。
- 纖毛 (Cilia):主要含微管 (Microtubules, 9+2 排列),具運動性,功能為物質輸送 (如氣管、輸卵管)。
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乳糜乳 (Celiac Disease) 病理關聯:
- 在乳糜瀉患者中,免疫反應會導致小腸絨毛萎縮 (Villous atrophy) 與微絨毛受損,導致吸收表面積大幅減少,進而引起吸收不良症候群。